陳祥寶，材料科學(xué)家、復(fù)合材料專家，中國工程院院士。1978~1984年就讀于北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，獲學(xué)士和碩士學(xué)位，1991年畢業(yè)于比利時魯汶大學(xué)，獲工學(xué)博士學(xué)位。2011年當(dāng)選為中國工程院院士?，F(xiàn)任中航工業(yè)北京航空材料研究院研究員、博士生導(dǎo)師、副院長、總裝先進材料技術(shù)專業(yè)組副組長，兼任先進復(fù)合材料國防科技重點實驗室主任。
陳祥寶長期從事先進樹脂基結(jié)構(gòu)復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)/功能一體化復(fù)合材料研究工作，帶領(lǐng)團隊研制了耐高溫高韌性復(fù)合材料、低溫固化高性能復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料，發(fā)展了復(fù)合材料制造過程模擬優(yōu)化和自動鋪放技術(shù)，提升了樹脂基復(fù)合材料性能、功能和制造技術(shù)水平，并得到大量應(yīng)用，為我國樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用作出了重要貢獻。
低溫固化，推進復(fù)合材料制造低成本
先進樹脂基復(fù)合材料的高成本是制約其大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。復(fù)合材料60%-70%的成本來自制造過程，包括能耗、模具和輔助材料成本，這三者同時被什么因素影響呢？答案是：復(fù)合材料的固化溫度！固化溫度越高，能耗就越高、模具和輔助材料的成本就越高，如果把復(fù)合材料的固化溫度降低到80℃以下，復(fù)合材料的制造成本就會大大降低。
陳祥寶及其團隊抓住低溫固化這個降低制造成本的關(guān)鍵，但說時容易做時難，當(dāng)把環(huán)氧樹脂降低到80℃以下低溫固化，隨即帶來的問題是如何使低溫固化的復(fù)合材料預(yù)浸料在室溫下有足夠長的保存時間。
面對這樣一些問題，陳祥寶帶領(lǐng)團隊歷時5年多，合成了新型潛伏性固化劑，這種固化劑在室溫下跟環(huán)氧樹脂反應(yīng)非常緩慢，但在60℃-80℃時能夠迅速和環(huán)氧樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；通過控制固化劑在環(huán)氧樹脂的溶解性和形態(tài)，將固化劑做成了在室溫狀態(tài)下不溶于環(huán)氧樹脂的顆粒，當(dāng)升溫到60℃的時候，固化劑顆粒就會融化，擴大了反應(yīng)面積，使得復(fù)合材料迅速固化。
低溫固化高性能復(fù)合材料的成功研制，解決了復(fù)合材料成本過高的問題，而且還具有與常用中溫、高溫固化復(fù)合材料一樣的高性能，極大地促進了高性能復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域的擴大。目前低溫固化高性能復(fù)合材料已經(jīng)在預(yù)警機、無人機和直升機構(gòu)件獲得應(yīng)用。該項目獲得了國家技術(shù)發(fā)明二等獎。
模擬優(yōu)化，引領(lǐng)復(fù)合材料研究新時代
傳統(tǒng)的材料學(xué)是一門實驗學(xué)科，要制造出理想的復(fù)合材料，也需要一次次去反復(fù)實驗，才能優(yōu)化材料的制造工藝，會耗費大量的人力、財力、物力，材料研制周期長、成本高。
如何提高復(fù)合材料研究過程的效率呢？陳祥寶帶領(lǐng)科研團隊首先系統(tǒng)研究了樹脂基復(fù)合材料制造過程的熱化學(xué)、熱物理規(guī)律，然后摒棄從物理本質(zhì)去模擬的傳統(tǒng)思路，而是化繁為簡，利用反應(yīng)熱和溫度這兩個核心要素來表征實際的固化反應(yīng)，采用制造過程固化動力學(xué)方程和溫度場分布模型。之后，陳祥寶帶領(lǐng)團隊又建立了樹脂流動浸潤模型，發(fā)展了固化變形控制和制造過程工藝優(yōu)化技術(shù)，形成了結(jié)構(gòu)完整、實用的“先進樹脂基復(fù)合材料制造模擬與優(yōu)化系統(tǒng)”，該系統(tǒng)具有樹脂基復(fù)合材料制造過程樹脂固化和流動模擬、制造成本和固化變形預(yù)測、制造過程工藝參數(shù)優(yōu)化等多種功能。
該系統(tǒng)的成功研制，縮短了復(fù)合材料的研制周期，提高了研制水平，同時也間接降低了復(fù)合材料的制造成本。例如，某種復(fù)合材料的固化時間之前被認(rèn)為是12小時，但通過該系統(tǒng)工藝優(yōu)化后，發(fā)現(xiàn)只需經(jīng)過6小時固化，就能達到之前12小時固化后的性能，明顯提高了復(fù)合材料的固化效率。
“先進樹脂基復(fù)合材料制造模擬與優(yōu)化技術(shù)”目前已在復(fù)合材料研制過程中大量應(yīng)用。該技術(shù)最終獲得了國家科技進步二等獎。一位著名的復(fù)合材料專家這樣評價道：這項成果“將樹脂基復(fù)合材料制造工藝從實驗研究推進到實驗研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的新時期”。
除此之外，陳祥寶和他的團隊持續(xù)開展了復(fù)合材料增韌技術(shù)研究，發(fā)展了復(fù)合材料樹脂基體分子結(jié)構(gòu)改性、高性能熱塑性樹脂本體增韌及“層間協(xié)同增韌”技術(shù)，建立了高韌性復(fù)合材料技術(shù)體系，成功研制了高韌性和 RTM 環(huán)氧復(fù)合材料及高韌性雙馬復(fù)合材料；開展了國產(chǎn)碳纖維增強高性能復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)研究，牽引和促進了國產(chǎn)碳纖維 CCF—300實現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)和工程應(yīng)用；主持了復(fù)合材料自動鋪帶技術(shù)研究，建立了復(fù)合材料預(yù)浸帶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和自動鋪帶工藝規(guī)范，明顯提高了制造效率，提升了復(fù)合材料構(gòu)件自動化制造技術(shù)水平。
報國不止，踏上復(fù)合材料發(fā)展新征途
陳祥寶堅持查閱文獻資料，整理發(fā)展思路，撰寫學(xué)術(shù)論文，無私地向社會公開他的科研經(jīng)驗，至今已先后出版著（譯）作11部，發(fā)表論文70多篇。與他人合著的《高性能樹脂基體》出版3個月內(nèi)就銷售一空。他編寫的國內(nèi)第一本《聚合物基復(fù)合材料手冊》，被認(rèn)為是國內(nèi)最具權(quán)威的復(fù)合材料手冊。
憑著對航空事業(yè)的堅定執(zhí)著和無限忠誠，陳祥寶主持的一系列科研成果大大促進了先進樹脂基復(fù)合材料在新一代裝備上的發(fā)展和應(yīng)用。相關(guān)成果獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項，國家科技進步二等獎1項，國防科學(xué)技術(shù)一等獎4項，部級科技二等獎3項；申請國防專利50項（30項授權(quán)）。
陳祥寶說，現(xiàn)代飛機的復(fù)合材料用量會越來越大，技術(shù)要求也越來越高，目前波音787客機上的復(fù)合材料用量已經(jīng)達到了50%，盡管我國復(fù)合材料的研究正在逐漸接近世界先進水平，但在復(fù)合材料應(yīng)用方面，我們?nèi)匀徊罹嗪艽蟆?/span>
關(guān)于我國復(fù)合材料研究未來發(fā)展方向，陳祥寶認(rèn)為，發(fā)動機用耐高溫復(fù)合材料、結(jié)構(gòu)功能一體化復(fù)合材料、超高韌性復(fù)合材料、復(fù)合材料與納米技術(shù)的融合等應(yīng)該是重點發(fā)展方向。對于復(fù)合材料制造的發(fā)展，陳祥寶希望有一天，我們能實現(xiàn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的整體化、制造的自動化、制造過程的數(shù)字化、過程控制的智能化。
這就是陳祥寶——一個航空技術(shù)發(fā)展的耕耘者！一個復(fù)合材料研究的領(lǐng)航人！#p#分頁標(biāo)題#e#
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